Как было показано (см. гл. 3), динамические вертикальные нагрузки на отдельных осях могут отличаться в 1,5. ..3 раза и превышать статическую нагрузку. Это приводит к возникновению межосевого кинематического несоответствия, которое достигает 4. ..5%.

Перераспределение нагрузок между колесами одного моста происходит в меньших пределах, поэтому межколесное несоответствие значительно меньше, чем межосевое.

Следует отметить, что разность вертикальных нагрузок на смежных осях, возникающая от колебаний подрессоренной массы и в соответствии с формулой (26) зависящая от расстояния между осями и соотношения жесткостей и амплитуд колебаний, является главной составляющей возмущающей функции колебаний моментов в трансмиссии автомобиля. Эта разность проявляется как кинематическое несоответствие и в связи с этим в блокированном приводе влияет на изменение крутящего момента в обратной пропорциональной зависимости.

Распространять прямую связь момента и нагрузки в одиночном колесе на колеса многоосных полноприводных автомобилей вероятно, нельзя.

Криволинейное движение. Кинематическое несоответствие при криволинейном движении на основании общей зависимости определяется по формуле

Х ,*=-(ад ,-1)100о/о, (45)

где Rk, Rm - радиусы траекторий движения соответствующих элементов (колес, осей) рассматриваемого контура.

Экспериментальные данные показали, что кинематическое несоответствие при криволинейном движении без большой ошибки можно исследовать по теоретическим радиусам поворота, т. е. без учета действия боковых и продольных сил. При этом задача значительно упрощается, а погрешность в пределах эксплуатационных скоростей не превышает 2. ..3%, что для данного исследования вполне допустимо.

Исходя из этого, для каждой конкретной схемы автомобиля по общей зависимости (45) можно получить формулы для подсчета кинематического несоответствия. Так, кинематическое несоответствие между колесами по каждой стороне четырехосного автомобиля со схемой ходовой части 2-2 с передними управляемыми колесами 12-00 подсчитывается по формулам:

для наружной по отношению к центру поворота стороны автомобиля

/ 2-зг \

cos arctg L---1

-\ lOQo/o;

X2i =

arclgi

(arctg L)

atctgZ,

2- / \

100 o/o;

(46)

Х32 -

arctg Z, -

cos (

afctgi

2 - 3j

- 1

100%;

для внутренней стороны автомобиля

Хз1 =

Х32 =

со§

arctg i

COS arctg i

- 1

100%;

arctg L

COS (atctg L

2- 3/s

100%;

(47)

здесь A и Б - величины, зависящие от радиуса поворота центра неуправляемой тележки и колеи автомобиля; A=R-B\ 5= =R-B.

Аналогичный вид имеют формулы и для других схем автомобиля.

По выражениям (46) и (47) можно установить, что кинематическое несоответствие зависит от геометрических размеров автомобиля (базы и колеи), углов поворота управляемых колес, числа и места их расположения, а также от размещения осей по базе, характеризуемого коэффициентом i. Зависимость величины кинематического несоответствия от размещения осей по базе, числа и места расположения управляемых осей определяет влияние общих конструктивных решений на работу и на схему трансмиссии и указывает на их связь.

На рис. 46 показана графическая зависимость межосевого (кривые II) и меж-

Рнс. 46. Зависимость кинематического несоответствия от радиуса поворота четырехосного автомобиля:

1 - межколесного; - межосевого; / - автомобиль с осевой формулой 1-2-1; 2 и 3 -то же 2-2; 4, В м 6- несоответствие первой, второй, третьей осей;--наружной стороны; --- - внутренней стороны

10 20

50 W R,fl 139

колесного (кривые /) кинематического несоответствия от радиуса R поворота для двух четырехосных автомобилей, имеющих разные схемы управления и расположение осей по базе. Из графиков видно, что кинематическое несоответствие возрастает с уменьшением R. Межосевое кинематическое несоответствие для внутренних колес несколько больше, чем для наружных. Межосевое кинематическое несоответствие у автомобиля с первой и четвертой управляемыми осями значительно меньше, чем у автомобиля с первой и второй управляемыми осями. Величина межосевого кинематического несоответствия при движении автомобиля при повороте с минимальным радиусом может достигать 30% и более.

Межколесное кинематическое несоответствие имеет значительную величину даже при больших радиусах поворота R. Кинематическое несоответствие возрастает с уменьшением R, достигая 23. ..26% при повороте с минимальным R. Межколесное кинематическое несоответствие для управляемых осей при данном R несколько меньше, чем для неуправляемых, и зависит от угла поворота управляемых колес, уменьшаясь с увеличением последнего. Межколесное кинематическое несоответствие мало зависит от схемы расположения осей по базе.

Для выяснения влияния размещения осей по базе на величину кинематического несоответствия при прочих постоянных величинах был произведен расчет несоответствия в зависимости от коэффициента размещения осей по базе L Установлено, что у автомобиля с передними и задними управляемыми колесами кинематическое несоответствие при любом i меньше, чем у автомобиля с передними управляемыми колесами.

О порядке значений кинематического несоответствия для двух схем размещения осей по базе можно судить по данным, приведенным ниже для автомобилей при повороте с минимальным радиусом 13 м.

Осевая формула....... 2-2 1-2-1

Формула управления ...... 12-00 1-00-4

Y21 .............. 7,8/11,7 3,3/4,6

Y31.............. 15,3/23,9 3,3/4,6

Y32...............; 7,0/11,1 О/О

Примечание. В числителе приведены значения для внешней стороны, в знаменателе - для внутренней.

Обращает внимание большая разница в величинах кинематических несоответствий у автомобиля с осевой формулой 2-2 и сравнительно малые величины несоответствия у автомобиля со схемой 1-2-1. Это является одним из основных факторов, позволяющих трансмиссии автомобиля с осевой формулой 1-2-1 удовлетворительно работать на твердых дорогах при отсутствии дифференциалов и других РУТ,

При передних и задних управляемых колесах изменение коэффициента i мало влияет на кинематическое несоответствие; в пределах реальных значений коэффициента i изменение кинематического несоответствия составляет не более 1,5%.

Таким образом, минимальное кинематическое несоответствие при криволинейном движении может быть обеспечено при использовании схемы с передними и задними управляемыми колесами. У схемы только с передними управляемыми колесами наибольшее рассогласование имеет место между колесами первой и третьей, а также четвертой осей внутреннего борта. По мере увеличения коэффициента i это несоответствие снижается до 3%. Несоответствие в управляемой тележке ниже и с увеличением коэффициента i возрастает до 2%.

На основании общей зависимости (45) можно легко показать, что кинематическое несоответствие между звеньями при повороте сочлененных автомобилей не находится в прямой зависимости от радиуса поворота и от угла складывания в горизонтальной плоскости.

Кинематическое несоответствие определяется расстояниями Li и L2 от центра симметрии звеньев ) и 2 до оси складывания. Аналитически эта зависимость, полученная из решения геометрической задачи из выражения (45), может быть выражена

:=l/z.?-i.i + l-l.

Кинематическое рассогласование поворота звеньев зависит от разности длин баз звеньев. Для сочлененного автомобиля, у которого звенья геометрически равные и расстояние L\=L2, кинематическое несоответствие 5Ci2 = 0. Следовательно, между звеньями развязывающую РУТ в приводе звеньев можно не устанавливать, так как рассогласование при повороте отсутствует. С увеличением разности расстояний L кинематическое рассогласование резко возрастает и может достигать 100%. В данном случае установка РУТ обязательна.

Неровности пути. Кинематическое несоответствие, обусловленное неровностями пути, слагается из двух составляющих - несоответствия, обусловленного разной величиной вертикальных нагрузок на колесах, и несоответствия вследствие разных кинематических характеристик качения колес? (абсолютных скоростей или проходимых путей). При движении по неровностям небольшой высоты вторая составляющая мала и ею можно пренебречь [3]. В данном случае рассогласование возникает от разной величины вертикальных нагрузок, определяемой колебаниями подрессоренной массы. При движении по макронеровностям одновременно действуют оба фактора. Характер и пределы изменения вертикальных нагрузок проанализированы в гл. 3, выводы в части значительного влияния схемы ходовой части авто-

мобиля на вертикальные нагрузки полностью могут быть отнесены к влиянию схемы на кинематическое несоответствие в трансмиссии. Кинематическое несоответствие, вызванное различием характеристик качения колес, может быть проанализировано для любой неровности по зависимости (43), если задано уравнение, описывающее ее профиль. Для упрощения задачи в этом случае целесообразно колеса принять жесткими.

Кинематическое несоответствие между осями, обусловленное типовыми неровностями, определяется по формулам, полученным на основании решения геометрической задачи движения колес (осей) на препятствии:

а) при въезде на наклонную плоскость (склон холма, насыпь, аппарель и т. д.)

Х/я*-

cos [а - arcsin (sinа - {Sm/l) sin On)]

j/ ! - (sin a-iSmlD sina)2

lOOo/o.

(48)

где On - угол подъема; 5m -путь, пройденный осью т после въезда оси k на препятствие;

б) при съезде во впадину на первом этапе, когда <г sin Ос,

на втором этапе, когда Sm>r sinac.

с - arcsin I sin с -b г tg -- sin a/l - sin S/l

--2-

/ a \2

sin a+rig- sin ajl - sin a<,S /Zj

100%,

где r - радиус качения колеса; oc - угол спуска.

При въезде на подъем величина межосевого кинематического несоответствия зависит от угла подъема, положения колес и расстояния между рассматриваемыми осями (базы).

На рис. 47 показана зависимость межосевого кинематического несоответствия в блокированном приводе двухосной тележки от положения колес для некоторых углов подъема. Положение колес на графике характеризуется путем, проходимым вторым колесом в долях /, что позволяет считать зависимость справедливой для двухосной тележки с любой базой. Как видно из графика, кинематическое несоответствие переменно и меняется от максимального положительного значения при 52 = 0 до максимального отрицательного значения при 52 = /, проходя через нулевое значение при 52 0,5/.

Задача определения ожидаемого кинематического несоответствия в практических расчетах может быть значительно упро-

-12 -X

W о,* 0,6 0,8 5г/1

щена. Как установлено, максималь- у /, ное значение X2i получает при 52 = 0. В этом случае выражение (48) принимает вид

Х21шах = (1/С05а-1) lOQo/o. (49)

Задавшись углом подъема оп можно по формуле (49) определить максимальную величину межосевого кинематического несоответствия. Так, при въезде на подъем ап=30° Х21 = 15,5°/о. На величину кинематического несоответствия большое влияние оказывает характер сопряжения склона с подножьем холма. Чаще это сопряжение происходит по плавной кривой, т. е. угол постепенно возрастает от О до оп. В этом случае характер изменения кинематического несоответствия будет другой и максимальное его значение может резко уменьшаться. При съезде во впадину величина межосевого кинематического несоответствия примерно та же, что и при въезде на подъем, характере ее изменения как функции пути.

Неровности синусоидального профиля можно представить как сочетание подъема и спуска, следовательно, закономерности изменения кинематического несоответствия будут те же, что и для рассмотренных препятствий. Расчеты показывают, что величина кинематического несоответствия, возникающего при движении по синусоидальным неровностям, встречающимся на дорогах, не превышает 2%.

При движении по неровностям возможно возникновение межколесного кинематического несоответствия. Это происходит, когда одно из колес оси попадает на неровность, а другое движется по ровной площадке. Величина межколесного кинематического несоответствия также зависит от крутизны неровности и может определяться по формуле (49). Однако в отличие от межосевого межколесное несоответствие при неизменном угле подъема является величиной постоянной. При движении по разбитым дорогам межколесное кинематическое несоответствие может достигать 1...2%.

При оценке кинематического несоответствия, определяемого неровностями пути, необходимо учитывать следующее:

воздействие кинематического несоответствия имеет кратко-

Рис. 47. Изменение кинематического несоответствия в зависимости от положения колес: 1-а-Ж; 2 -a=2(f; 3 -a-l(f

Отличие состоит в